第14章第2节热机的效率 ----2023-2024学年人教版物理九年级上学期

热机的效率 人教版九年级物理 刘集中学 第14章 第2节 吴慧敏 柴薪 煤炭 石油 天然气 生活中从哪里可以获得内能？　 导入新知 燃料 （1）燃料的定义 燃料是指燃烧时产生内能或动力的可燃烧的物质； （2）燃料燃烧时的能量变化 燃料在燃烧时将化学能转化为内能。 知识点 1 燃料的热值 【提出问题】不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？ 4 【实验设计】选取相同质量的不同燃料，点燃后，对相同质量的水进行加热，比较两杯水温度的升高多少，来确定燃料的放热本领。 实验方法 控制变量法 转换法 5 大量的生活经验和实验事实证明，燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。 我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。 热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。 物理意义：热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 定义式： q: 燃料的热值 Q：燃料完全燃烧放出的热量 m: 燃料的质量 热值单位：焦每千克；符号：J/kg。 气体燃料：J/m3。 V：气体燃料的体积 观察热值表，你有什么收获？（信息、物理含义） 煤油 4.6×107 木炭 3.4×107 汽油 4.6×107 无烟煤 3.4×107 氢气 1.4×108 石油 4.4×107 焦炭 3.0×107 天然气 4.4×107 柴油 4.3×107 烟煤 2.9×107 煤气 3.9×107 酒精 3.0×107 干木柴 1.2×107 气体（ J/m3 ） 液体（ J/kg ） 固体（ J/kg ） 常用燃料的热值 1. 热值的大小只与燃料种类有关； 2. 不同燃料的热值一般不同； 3. 氢的热值最大。 热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量或体积、是否燃烧、是否完全燃烧无关。 问题: 火箭大多用液氢作为燃料，你知道这样做的好处吗？ 1、液氢清洁环保 2、热值大 根据热值表，计算一下10t氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？ 氢的热值是1.4×108 J/kg 放出热量：Q = qm =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J 若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少t干木柴？ 120t干木柴与10t氢完全燃烧放出的热量相当。 需要干木柴约： 例 1 关于燃料的热值正确的是（ ） A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B．燃料的热值与燃料的种类有关 C．燃料的热值与燃料的多少有关 D．燃料的热值与上面三个因素都有关 B 巩固练习 例2 对于燃料的热值，下列说法中，正确的是 (　　 ) 　　A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 　　B．燃料没燃烧时就没有热值 　 C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定 的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关 　　D．容易燃烧的燃料热值一定大 C 巩固练习 【想想议议】在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？ 知识点 2 热机的效率　 1.热机的效率 （1）定义：热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比。叫热机的效率。 η= W有用 Q放 ×100% （2）公式： （3） 物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。 2. 内燃机燃料燃烧时能量走向示意图 燃料未完全燃烧 机体散热损失部分热量 废气带走大部分热量 对外做的有用功 克服摩擦力损耗部分能量 3.常见热机效率： 汽油机的效率：20~30% 柴油机的效率：30~45% 蒸汽机的效率：6~15% 17 4. 热机的效率能达到100%吗？为什么？ 不能达到100%。因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失以及燃烧条件的限制，这部分能量远远小于燃料完全燃烧所放出的总能量，所以与总能量的比值必然小于1，即热机效率总小于100%。 5. 怎样提高热机的效率？ 使燃料充分燃烧； 尽量减少各种热量损失； 在热机的设计和制造上采用先进的技术； 注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。 课堂小结 1.（武汉中考改编）下列关于热值和热机效率说法，正确的是（ ） A. 使燃料燃烧更充分，可以增大热值 B. 使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 C. 柴油机的热机效率通常为100% D. 燃料燃烧释放的热量越大，热值越大 B 热值是燃料的特